JP2008082468A - Air spring - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空気圧を利用して入力荷重に対して弾性的な反力を発生させ、この反力により入力荷重を支持する空気ばねに関する。 The present invention relates to an air spring that generates an elastic reaction force against an input load using air pressure and supports the input load by the reaction force.
車両のサスペンション等に用いられる空気ばねとしては、例えば、特許文献1に記載されているものが知られている。この特許文献1記載の空気ばねは、エアサスペンションのダイヤフラムとダイヤフラムを外側から覆う蛇腹状カバーを備えている。そして、蛇腹状カバーの上部とダイヤフラムとの間に、中間カバーが設けられ中間カバーにより、蛇腹状カバーによりダイヤフラムが継続的に擦られることがなく、ダイヤフラムの寿命の低下が抑制されている。特に、乗用自動車用のダイヤフラムは、鉄道車両用、バス・トラック用と比較して、薄膜であるため、擦れ等による耐久性が低い。そのため、中間カバーを取り付けることが好ましい。 As an air spring used for a vehicle suspension or the like, for example, one described in Patent Document 1 is known. The air spring described in Patent Document 1 includes a diaphragm of an air suspension and a bellows-like cover that covers the diaphragm from the outside. An intermediate cover is provided between the upper part of the bellows-like cover and the diaphragm, and the diaphragm is not continuously rubbed by the bellows-like cover by the intermediate cover, so that the lifetime of the diaphragm is prevented from being reduced. In particular, a diaphragm for a passenger car is a thin film compared to a railway vehicle and a bus / truck, and therefore has a low durability due to rubbing or the like. Therefore, it is preferable to attach an intermediate cover.
上記構成では、ダイヤフラムと中間カバーとは接触しており、かつ、特許文献1によれば、車輪と車両との最離間状態において、中間カバーは、ダイヤフラムのUターン部を覆わないサイズとされている。したがって、リバウンドの際に中間カバーの先端部とダイヤフラムとが擦れ合い、ダイヤフラムが摩耗することが考えられる。
本発明は、上記事実を考慮してなされたものであり、ダイヤフラムの寿命が低下することが防止された空気ばねを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described facts, and an object thereof is to provide an air spring in which the life of the diaphragm is prevented from being lowered.
上記の目的を達成するため、本発明の請求項1に係る空気ばねは、互いに相対移動する第1移動体及び第2移動体の間に配置される空気ばねであって、前記第1移動体側に取り付けられるチャンバ部材と、前記第2移動体側に取り付けられるピストン部材と、筒状とされると共に、一端部が前記チャンバ部材に連結され他端部が前記ピストン部材に連結されて内部にチャンバ室が形成され、中間部よりも小径の前記他端部が前記中間部を内外反転状態として筒内へ折り返されたダイヤフラムと、一端が前記第1移動体側に取り付けられると共に他端が開口され、前記ダイヤフラムの外周を覆う筒状のスリーブ部材と、を備え、前記スリーブ部材の他端に、前記ダイヤフラムとの摩擦を軽減させる摩擦軽減部が形成されている。 In order to achieve the above object, an air spring according to claim 1 of the present invention is an air spring disposed between a first moving body and a second moving body that move relative to each other, and is on the first moving body side. A chamber member attached to the second moving body, a cylindrical member attached to the second moving body side, one end connected to the chamber member and the other end connected to the piston member, and a chamber chamber inside The other end portion having a smaller diameter than the intermediate portion is a diaphragm that is folded back into the cylinder with the intermediate portion in the inside / outside inverted state, one end is attached to the first moving body side, and the other end is opened, A cylindrical sleeve member that covers the outer periphery of the diaphragm, and a friction reducing portion that reduces friction with the diaphragm is formed at the other end of the sleeve member.
本発明の空気ばねは、互いに相対移動する第1移動体及び第2移動体の間に配置されるものである。ここでの第1移動体及び第2移動体は、少なくとも一方が移動して互いに相対移動するものであればよく、片方は移動されないものであってもよい。 The air spring of the present invention is disposed between a first moving body and a second moving body that move relative to each other. The first moving body and the second moving body here may be any one as long as at least one moves and moves relative to each other, and one of them may not be moved.
チャンバ部材は第1移動体側に取り付けられ、ピストン部材は第2移動体側に取り付けられている。なお、チャンバ部材及びピストン部材の各々は、直接、第1移動体、第2移動体に取り付けられていてもよいし、他の部材を介して間接的に取り付けられていてもよい。 The chamber member is attached to the first moving body side, and the piston member is attached to the second moving body side. Each of the chamber member and the piston member may be directly attached to the first moving body and the second moving body, or may be indirectly attached via another member.
ダイヤフラムは、筒状とされると共に、一端部がチャンバ部材に連結され他端部がピストン部材に連結されて内部にチャンバ室が形成されている。他端部は中間部よりも小径とされており、この他端部が筒内へ折り返されている。これにより中間部は、内外反転状態とされている。 The diaphragm is cylindrical and has one end connected to the chamber member and the other end connected to the piston member to form a chamber chamber inside. The other end portion has a smaller diameter than the intermediate portion, and the other end portion is folded back into the cylinder. As a result, the intermediate portion is in an inverted state.
スリーブ部材は、一端が第1移動体側に取り付けられると共に他端が開口されている。また、ダイヤフラムの外周を覆っている。このスリーブ部材の他端には、ダイヤフラムとの摩擦を軽減させる摩擦軽減部か形成されている。したがって、スリーブ部材の他端とダイヤフラムとの間の擦れ、特に、リバウンド時の擦れによる摩耗を軽減でき、ダイヤフラムの寿命が短くなるのを抑制することができる。 The sleeve member has one end attached to the first moving body and the other end opened. Moreover, the outer periphery of the diaphragm is covered. At the other end of the sleeve member, a friction reducing portion for reducing friction with the diaphragm is formed. Therefore, rubbing between the other end of the sleeve member and the diaphragm, in particular, wear due to rubbing during rebounding can be reduced, and shortening of the diaphragm life can be suppressed.
本発明の請求項2に係る空気ばねは、前記摩擦軽減部が、前記スリーブ部材の他端を外側に湾曲させて形成されていること、を特徴とする。 An air spring according to a second aspect of the present invention is characterized in that the friction reducing portion is formed by bending the other end of the sleeve member outward.
このように、スリーブ部材の他端を外側に湾曲させることにより、ダイヤフラムとの接触部がR状となるので、ダイヤフラムとの間の擦れによる摩耗を軽減することができる。 In this way, by curving the other end of the sleeve member outward, the contact portion with the diaphragm becomes an R shape, so that wear due to rubbing with the diaphragm can be reduced.
本発明の請求項3に係る空気ばねは、前記摩擦軽減部が、前記スリーブ部材の他端を丸角にして形成されていること、を特徴とする。 An air spring according to a third aspect of the present invention is characterized in that the friction reducing portion is formed with the other end of the sleeve member having a rounded corner.
このように、スリーブ部材の他端を丸角にすることにより、ダイヤフラムとの間の擦れによる摩耗を軽減することができる。 In this way, wear due to rubbing with the diaphragm can be reduced by rounding the other end of the sleeve member.
本発明の請求項4に係る空気ばねは、前記摩擦軽減部が、前記スリーブ部材の他端に丸角カバーを取り付けて形成されていること、を特徴とする。 An air spring according to a fourth aspect of the present invention is characterized in that the friction reducing portion is formed by attaching a rounded corner cover to the other end of the sleeve member.
このように、スリーブ部材の他端に丸角カバーを取り付けることにより、ダイヤフラムとの間の擦れによる摩耗を軽減することができる。 Thus, by attaching a rounded corner cover to the other end of the sleeve member, wear due to rubbing with the diaphragm can be reduced.
以上説明したように本発明に係る空気ばねによれば、ダイヤフラムの寿命が低下することを防止することができる。 As described above, according to the air spring of the present invention, it is possible to prevent the life of the diaphragm from being lowered.
以下、本発明の実施形態に係る空気ばねについて図面を参照して説明する。 Hereinafter, an air spring according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1には、本発明の実施形態に係る空気ばねが適用されたサスペンションが模式的に示されている。本実施形態の空気ばねは、第1移動体としての車体と第2移動体としてのサスペンションアームとの間に配置されるものである。図1に示されるように、サスペンション12は、全体としてドラム状に形成された空気ばね10及び梁状に形成されたサスペンションアーム14を備えている。サスペンションアーム14には、その長手方向に沿った基端部及び先端部にそれぞれ円筒状のブッシュホルダ16、18が配置されている。図1では、サスペンションアーム14は、中立位置に配置されている。
FIG. 1 schematically shows a suspension to which an air spring according to an embodiment of the present invention is applied. The air spring of this embodiment is disposed between the vehicle body as the first moving body and the suspension arm as the second moving body. As shown in FIG. 1, the
サスペンションアーム14は、基端側のブッシュホルダ16がゴムブッシュ(図示省略)を介して車体15側に揺動可能に連結され、先端側のブッシュホルダ18は、ゴムブッシュを介してホイールハブ(図示省略)側に回転可能に連結される。これにより、サスペンションアーム14は、基端側のブッシュホルダ16を中心として車体15により上下方向に沿って揺動可能に支持される。
The
図1に示されるように、空気ばね10には、その下端側に略有底円筒状に形成されたピストン部材24が設けられると共に、ピストン部材24の上側にチャンバ部材22が配置されている。
As shown in FIG. 1, the
ピストン部材24には、その上端部に下端側に対して内外径が縮径された円筒状の被連結部28が一体的に形成されている。ピストン部材24は、底板下面側で、ブラケット26に固定されている。ブラケット26は、浅皿状とされ、サスペンションアーム14にボルト等により固定されている。
The
チャンバ部材22は、有底円筒状とされ底部22Aが上面になるようにして車体15に固定されている。チャンバ部材22には、底部22Aの外周端部から下方へ突出するように円筒状の被連結部22Bが屈曲形成されている。
The
空気ばね10には、ダイヤフラム32が設けられている。ダイヤフラム32は、薄肉円筒状とされ、一端部32Aがピストン部材24の被連結部28に連結され、他端部32Bがチャンバ部材22の被連結部22Bに連結されている。ダイヤフラム32は、ゴム膜により形成されており、中間部にはU字部34が形成されている。他端部32Bは、U字部34よりも小径とされている。ダイヤフラム32は、他端部32B側が筒内へ入るようにU字部34で折り返されており、内周面と外周面とが反転されている。
The
ダイヤフラム32の一端部32Aは円筒状に形成され、被連結部22Bの外周を覆うように嵌挿される。また、他端部32Bも円筒状に形成され、被連結部28の外周を覆うように嵌挿される。
One
空気ばね10には、他端部32Bの外周側に巻き付けられる下側カシメリング29が備えられると共に、一端部32Aの外周側に巻き付けられる上側カシメリング42が備えられている。下側カシメリング29は、他端部32Bを内周側へ締め付けて被連結部28の外周面に全周に亘って圧接させ、他端部32Bを被連結部28に気密状態となるように連結固定している。また上側カシメリング42は、一端部32Aを内周側へ締め付けて被連結部22Bの外周面に全周に亘って圧接させ、一端部32Aを被連結部22Bに気密状態となるように連結固定している。これにより、ダイヤフラム32の内周側には、略円柱状のチャンバ室44が形成される。
The
図1に示されるように、チャンバ部材22は、車体15側のピストン部材24に対向する位置に固定されている。これにより、空気ばね10は、サスペンションアーム14と車体15との間に介装される。チャンバ部材22の頂板部には圧力配管46の一端部が接続されている。圧力配管46は、その他端部が車体15側に搭載されたエアポンプ、アキュームレータ等の圧縮空気の供給源(図示省略)に接続されており、圧縮空気の供給源をチャンバ室44内へ連通している。圧力空気の供給源は、圧力配管46を通して車両の走行状況や積載荷重に応じた空気圧を有する圧縮空気をチャンバ室44内へ供給する。
As shown in FIG. 1, the
空気ばね10には、スリーブ部材60が設けられている。スリーブ部材60は、略円筒状とされ、ダイヤフラム32よりも大径とされている。スリーブ部材60は、一端60Aが他の部分よりも小径とされ、内周側及び外周側の各々に凹部が形成されている。一端60Aは、上側カシメリング42の外側に配置され、内周側の凹部に上側カシメリング42を係合させる。また、スリーブ部材60の他端60Bは、中立時におけるダイヤフラム32のU字部34付近に配置され、他端60Bの内側には開口部60Kか構成されている。
The
スリーブ部材60の他端60Bは、径方向外側へ湾曲され、ダイヤフラム32側がR状に形成されている。
The
スリーブ部材60は、中立時においてダイヤフラム32の外周(側面)を覆うように配置されている。ダイヤフラム32は、スリーブ部材60の下側の開口部60Kから出入り可能とされている。スリーブ部材60は、樹脂製とされている。このように、スリーブ部材60をダイヤフラム32の外周を覆うように配置することにより、ダイヤフラム32は、チャンバ室44内の空気圧に応じて変形する際に、スリーブ部材60の内壁に接するが、スリーブ部材60の内壁は、平滑な曲面とされているので、ダイヤフラム32の、摺接による摩耗が抑制される。
The
空気ばね10には、略円筒状に形成された樹脂製のダストカバー50が設けられている。ダストカバー50には、上端部にチャンバ部材22の被連結部22Bに固定される連結筒部52が設けられると共に、この連結筒部52の下端部から外周側へ延出する肩部54及び、この肩部54の下端部から下方へ延出し、サスペンションアーム14の揺動方向に沿って伸縮可能とされた円筒状の蛇腹部56が一体的に設けられている。肩部54は、全体として連結筒部52の下端部から外周側へ向って斜め下方へ延出するような形状(テーパ形状)に成形されている。
The
連結筒部52は、蛇腹部56よりも小径の円筒状に形成されており、スリーブ部材60の一端60Aの凹部に嵌挿されている。ダストカバー50は、連結筒部52の外周側に巻き付けられる締結バンド66を備えており、この締結バンド66は、連結筒部52及びスリーブ部材60の一端60Aを上側カシメリング42の外周面に全周に亘って圧接させている。これにより、連結筒部52及びスリーブ部材60は、一端部32A及び上側カシメリング42を介してチャンバ部材22における被連結部22Bの外周側に固定される。
The connecting
また、ダストカバー50の蛇腹部56よりも下側には、略円筒状の連結下端部58が形成されている。連結下端部58は、ブラケット26の外周側に嵌挿され、その外周に締結バンド68が配置され、締結バンド68によりブラケット26側に圧接されて固定されている。
A substantially cylindrical connecting
ダストカバー50の蛇腹部56には、周方向へ延在する多数の折線部が形成されており、これらの折線部がサスペンションアーム14の揺動方向に沿って略一定ピッチで配置されている。蛇腹部56では、多数の折線部に沿ってダストカバー50の中間部が内周側及び外周側へ交互に屈曲されて形成されており、折線部をヒンジとして屈曲部の角度を変化させることにより上下方向へ容易に伸縮可能とされている。ダストカバー50により、空気ばね10の動作部分には、外部から異物が入り込まないように保護されている。
The
ここで、ダストカバー50における連結筒部52、肩部54、蛇腹部56、及び、連結下端部58は、例えば、比較的柔軟性に富んだ樹脂材料であるポリオレフィンエラストマーを素材として、ブローモールディング成形(ブロー成形)されている。なお、ダストカバー50の成形素材は、ポリオレフィンエラストマー以外であっても柔軟性に富み、かつブロー成形可能なものならば他の樹脂材料、ゴム組成物等も使用可能である。
Here, the connecting
次に、上記のように構成された本実施形態に係る空気ばね10の作用について説明する。
Next, the operation of the
空気ばね10は、車体15とサスペンションアーム14との間に介装されることにより、サスペンションアーム14に対してチャンバ室44内の空気圧に対応するばね反力を作用させる。そして、このばね反力により、路面側からサスペンションアーム14に入力される荷重を支持する。すなわち、図2(A)に示すように、路面側からの荷重によりサスペンションアーム14が車体側(バウンド方向X)へ揺動すると、ピストン部材24によりチャンバ室44内の空気が圧縮されて空気圧が上昇し、この空気圧によりサスペンションアーム14を介して路面側から入力する荷重が支持される。
The
このとき、ピストン部材24がスリーブ部材60の内側へ移動するため、ダイヤフラム32のU字部34は、スリーブ部材60の開口部60Kから奥側へ移動する。ダストカバー50は蛇腹部56が圧縮されて、チャンバ部材22とブラケット26との間の相対移動に追従する。続いて、サスペンションアーム14が車体から離れる方向(リバウンド方向Y)へ揺動して、ピストン部材24がスリーブ部材60の外側へ移動すると、ダイヤフラム32のU字部34は、スリーブ部材60の開口部60Kよりも外側に形成される。この場合には、ダストカバー50は伸張されて、チャンバ部材22とブラケット26との間の相対移動に追従する。
At this time, since the
この後、サスペンションアーム14が再び車体側(バウンド方向X)へ揺動すると、スリーブ部材60の他端60Bとダイヤフラム32とが擦れ合いながらダイヤフラム32のU字部34が移動する。本実施形態では、他端60Bが外側に湾曲されてR状に形成されているので、ダイヤフラム32とスリーブ部材60の他端60Bとの間の擦れによる摩耗を軽減することができ、ダイヤフラム32の寿命が短くなることを抑制することができる。
Thereafter, when the
なお、本実施形態では、スリーブ部材60の他端60Bを外側に湾曲させてR状とし、ダイヤフラム32との間の摩擦を低減させたが、スリーブ部材の他端を他の構成とすることもできる。
In the present embodiment, the
例えば、図3に示すように、外側に向かって大径となるテーパー状に形成した他端60Cとしてもよいし、図4に示すように、他端に丸角60Dを形成したものであってもよい。
For example, as shown in FIG. 3, the
また、図5に示すように、他端に丸角のカバー60Eを取り付けることにより、ダイヤフラム32とスリーブ部材60との間の摩擦を低減することもできる。
In addition, as shown in FIG. 5, the friction between the
14 サスペンションアーム
15 車体
22 チャンバ部材
24 ピストン部材
28 被連結部
29 下側カシメリング
32 ダイヤフラム
32A 一端部
32B 他端部
34 U字部
44 チャンバ室
50 ダストカバー
60E カバー
60 スリーブ部材
60A 一端
60K 開口部
60D 丸角
60B 他端
60C 他端
14
Claims (4)
前記第1移動体側に取り付けられるチャンバ部材と、
前記第2移動体側に取り付けられるピストン部材と、
筒状とされると共に、一端部が前記チャンバ部材に連結され他端部が前記ピストン部材に連結されて内部にチャンバ室が形成され、中間部よりも小径の前記他端部が前記中間部を内外反転状態として筒内へ折り返されたダイヤフラムと、
一端が前記第1移動体側に取り付けられると共に他端が開口され、前記ダイヤフラムの外周を覆う筒状のスリーブ部材と、
を備え、
前記スリーブ部材の他端に、前記ダイヤフラムとの摩擦を軽減させる摩擦軽減部が形成されている、空気ばね。 An air spring disposed between a first moving body and a second moving body that move relative to each other,
A chamber member attached to the first moving body;
A piston member attached to the second moving body;
A cylindrical chamber is formed with one end connected to the chamber member and the other end connected to the piston member to form a chamber chamber. The other end having a smaller diameter than the intermediate portion A diaphragm folded back into the cylinder as an inside-outside inversion state;
A cylindrical sleeve member having one end attached to the first moving body and the other end opened, and covering an outer periphery of the diaphragm;
With
An air spring in which a friction reducing portion for reducing friction with the diaphragm is formed at the other end of the sleeve member.
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